Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 6. 7 februari 1948 - Icke linjära motstånd av halvledande och spärrskiktbildande material, av Bertil Stålhane
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
66
TEKNISK TIDSKRIFT
skillnad mot metallerna, där den med
temperaturen ökande gitterrörelsen bromsar de fria
elektronerna. För teorier och experimentella resultat
hänvisas till några i detta sammanhang aktuella
publikationer4-6.
Vanligen föreligger hos halvledarna betydande
avvikelser från den enkla teoretiska funktionen
och sambandet mellan ledningsförmåga och
temperatur återges enklast med någon lämplig
empirisk närmeformel, t.ex. Gi/G0 = 1 + oc’ t +
+ resp. en resulterande koefficient
för en viss temperatur t1. Räknat på motståndet
får denna koefficient ett negativt värde.
Med användning av sintrade oxider av bl.a.
mangan, koppar, nickel, kobolt och järn såsom
starkt temperaturberoende halvledare har man
utarbetat motståndsenheter för mångsidig teknisk
användning. Temperaturkoefficienten kan
exempelvis ha storleken — 4 % /°C vid rumstemperatur
och gränserna för resistansområdet hos en enhet
kan förhålla sig som 1 000 : 1. Dessa
kopplingselement har erhållit den amerikanska
benämningen ’"thermistors", vilket väl låter sig
försvenskas till termistorer. Därmed avses i främsta
rummet små motståndsenheter med stor negativ
temperaturkoefficient, vilka i vissa fall användes med
så liten egen belastning, att temperaturen hos
motståndskroppen och därmed dess resistans
bestämmes av omgivningens (apparaturens)
temperatur — termometer-, kompensations- och
regulator motstånd. Eller också kännetecknas
ter-mistorn av montage med begränsad
värmeavledning och en temperatur resp. resistans, som
bestämmes av belastningen på termistorn. I senare
Fig. 1. Ledningsförmåga G hos halvledarvarianter
framställd i logaritmisk skala som funktion av absoluta
temperaturens T inverterade värde.
fallet kan den temperatur- och resistansstyrande
effekten antingen ligga på motståndskroppen
(halvledaren) själv — direkt termistor — eller
också tillföras med en separat motståndslindning,
elektriskt isolerad från motståndskroppen —
indirekt termistor.
Termistorerna tillverkas i vissa fall i form av
stavar och skivor av halvledarmaterialet med
metalliserade kontaktförbindningar. Andra typer
utföres som små pärlor av halvledarmaterialet,
sintrade eller smälta på trådformiga
metallelektroder. Metalltrådarna utformas samtidigt såsom
värmeavledare från pärlan till en sockel, vilken
bildar fot i en liten tillsmält, evakuerad eller
gas-fylld glasampull. De indirekta termistorerna har
en halvledarpärla försedd med en isolerande
hylsa, på vilken den separata värmelindningen
anbringats, och aggregatet av pärla, hylsa och
värmelindning är med motsvarande tilledningar
monterat i en glasampull eller annat hölje.
Resistansen vid rumstemperatur ligger hos de
vanliga termistorerna i området 500 000—500
ohm. Belastningsgränsen är i allmänhet lägre än
100 mW. "Tidskonstanten", varmed ofta menas
erforderlig tid efter ändring av strömvärde eller
belastning för fullgörande av 63 % av totala
re-sistansändringen (dvs. 1 — l/e i analogi med
enklare elektriska förlopp), är beroende av balansen
mellan värmemassa och effekt (värmeavledning)
och underskrider i allmänhet icke ett värde av
några sekunder. (Det i detta fall tämligen
konstgjorda och komplicerade begreppet
"tidskonstant" bör i de flesta praktiska fall ersättas med
en direkt uppgift om tiden för fullgörande av
exempelvis 90 % av totala resistansändringen.)
Bland tillämpningarna kan med hänvisning till
litteraturen och tillverkarnas försäljningslistor
nämnas: kompensationsmotstånd,
temperaturmätning och -reglering, gastryckmätare, bolometrar,
bryggkopplingar, förstärkare,
amplitudbegränsare. I vissa fall utnyttjar man den tröghet på
grund av värmemassan, som kännetecknar
termistorerna och som vid lämplig dimensionering ger
önskad "tidskonstant", för "timing devices", dvs.
tidsberoende motstånd med uppgift att fördröja
reläfunktioner e.d. En speciell tillämpning har en
viss typ av termistorer fått såsom effektmätare i
ultrahögfrekvensområdet7.
Vid EVI pågår sedan år 1944, för närvarande i
samråd mellan mig och fil. lic. D Lundqvist, en
kemisk och fysikalisk undersökning av
halvledar-material för temperaturberoende motstånd samt
vissa tillämpningsförsök. Den grundläggande
materialundersökningen, som utförts med biträde av
ingenjör E Persson, har syftat till samtidigt
ernående av lämplig speciell ledningsförmåga, stor
temperaturkoefficient och god reproducerbarhet
och hållbarhet (stabilitet). De olika
materialtypernas karakteristik har därvid, i anslutning till
teorin för halvledarnas ledningsförmåga G lagts
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
